что обеспечило возможность появления жизни на суше

Могла ли жизнь возникнуть на суше?

Возникновение жизни — одна из самых сложных загадок природы. Ископаемые и биологические данные привели учёных к мысли, что первые клетки на нашей планете появились около четырёх миллиардов лет назад, но что именно стало катализатором?

В 1871 году в письме к ботанику Джозефу Гукеру Чарльз Дарвин размышлял о том, могла ли жизнь начаться «в каком-нибудь тёплом маленьком пруду, где были и аммиак, и фосфаты, и свет, и тепло, и электричество, и т. д.» . Специалисты затем пришли к тому, что жизнь возникла в подводных гидротермальных источниках, однако новое исследование говорит о том, что Дарвин, возможно, был прав.

Геотермальный водоём в Йеллоустонском национальном парке (фото Paul Chesley / Getty Images).
Геотермальный водоём в Йеллоустонском национальном парке (фото Paul Chesley / Getty Images).

Армен Мулкиджанян из Университета Оснабрюка (ФРГ) и НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозёрского (РФ) и его коллеги предполагают, что внутренние водоёмы, содержавшие сгущённые и остывшие геотермальные испарения, имели идеальные характеристики для того, чтобы послужить источником жизни. Вывод практически полностью основан на химии современных клеток. Цитируя наблюдения, выполненные в 1926 году биохимиком Арчибальдом Макаллумом (он показал, что состав цитоплазмы современных клеток разительно отличается от состава морской воды) , и допуская, что клетки мало изменились за четыре миллиарда лет, исследователи предполагают, что химия современных клеток содержит намёки на то, в какой среде образовалась жизнь.

В сердце гипотезы — ионы определённых металлов. Тем самым специалисты развивают идеи статьи 2009 года, в которой г-н Мулкиджанян и Михаил Гальперин из Национального центра биотехнологической информатики (США) предположили, что первые клетки развились в богатой цинком среде. «Во всех живых клетках, — подчёркивает г-н Мулкиджанян, — цитоплазма насыщена ионами калия, цинка, марганца и фосфат-ионами, которые нельзя назвать распространёнными в морских средах, и содержит меньше ионов натрия, чем внешнее окружение» .

Подобный состав, утверждают исследователи, можно найти только там, где горячая гидротермальная жидкость доставляет ионы на поверхность планеты, то есть в гейзерах, грязевых котлах, фумаролах и т. п. В этих дымящихся и булькающих резервуарах вода, насыщенная ионами цинка и марганца, могла собраться и охладиться в мелких прудиках, которые со временем (кора-то земная не стоит на месте) отъехали от геотермальных «горячих точек» . Увы, найти подобные «инкубаторы» , как называет их г-н Мулкиджанян, в геологической летописи практически невозможно. Первобытные пруды должны были обладать высокой кислотностью и, скорее всего, не сохранили следов первой жизни. Тем не менее их условия можно воспроизвести в лаборатории, чем исследователи и планируют заняться.

Гипотезу отчаянно критикуют. Ник Лейн из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) указывает на целый ряд несоответствий биологическим и геологическим данным. «Четыре миллиарда лет назад почти наверняка на планете было очень мало суши, и она была нестабильной, быстро разрушалась» , — отмечает эксперт. В таких условиях жизнь, буде возникла она в мелких прудиках, едва ли смогла бы закрепить свои первые успехи.

Г-н Лейн недоволен и той идеей, от которой отталкивались учёные: «Если мы предполагаем, что ионный состав первобытных клеток отражает состав океана, то это означает, что мы предполагаем равновесие между клетками и их средой, а это почти всё равно что объявить клетки неживыми. Клеткам нужен динамический дисбаланс — вот что такое быть живым» .

Жизнь в воде было возможным благодаря тому, что вода защищала организмы от пагубного воздействия ультрафиолетового излучения. По этой причине море смогло стать колыбелью жизни